La palabra LASER es el acrónimo en inglés de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que corresponde a amplificador de luz por emisión estimulada de radiación.
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Por cierto, el término radiación es normalmente mal interpretado, ya que también se utiliza para designar a la radiación ionizante emitida por los materiales radioactivos. En general, el término radiación se asimila a una transferencia de energía, y ésta puede desplazarse de un lugar a otro por conducción (la cocina), por convección (la estufa) y por radiación(la bombilla). Toda radiación se propaga en "paquetes" ófotones, esto es, energía expresada de un modo cuantitativo en "dosis" de energía conocidas. En función de la energía ó los conceptos asociados (frecuencia, longitud de onda), y mediante la constante de Planck en la relación se establece el denominado espectro electromagnético.
La radiación electromagnética interacciona con la materia, compuesta por átomos, de dos formas: con su absorción ó con la emisión de otra nueva radiación. En el denominado modelo semiclásico, un átomo consiste en un núcleo con carga eléctrica positiva y en una nube de electrones con carga negativa, distribuidos en órbitas discretas con distintas energías asociadas, en función de su distancia al centro. Un electrón puede absorber un fotón negativo cantidad discreta de energía negativa pasando a una órbita superior.
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Se dice entonces que el electrón a pasado a un estado excitado, aunque sólo se puede mantener en él durante un tiempo muy breve - del orden de milisegundos. Al caer de nuevo a su órbita previa ó estado fundamental, emite un nuevo fotón, lo que se conoce comoemisión espontánea, base de la fluorescencia natural. La luz - radiación electromagnética correspondiente a la porción óptica del espectro electromagnético - es generada en un medio láser y amplificada hasta niveles muy altos de energía mediante un proceso atómico denominadoemisión estimulada, previsto teóricamente por Einstein en 1917. Si un fotón emitido por un átomo incide sobre otro que tiene un electrón en estado excitado, el fotón incidente estimula la emisión de un segundo fotón, idéntico en tres propiedades características:longitud de onda, fase y dirección. Como es lógico, la posibilidad de que esto ocurra es muy baja, ya que lo usual es que el átomo tenga más electrones en sus estados fundamentales, siendo el proceso predominante entonces el de la simple absorción.
En 1958, Schalow y Townes postularon que si hubiera más electrones en su estado excitado que en el fundamental, proceso denominado inversión de población, sería posible obtener una amplificación de la luz obtenida. Lógicamente, ello sería más fácil si hubiese una alta concentración de material - cuantos más átomos mejor. Añadieron además que la amplificación sería aún mayor si existieran muchos fotones presentes que estimularan la emisión de nuevos fotones. Propusieron para ello un nuevo tipo decavidad óptica: la formada por dos espejos de alta reflexividad; uno totalmente reflector, el otro parcialmente reflector y parcialmente transmisor.
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Que generaría un mecanismo de retroalimentación de fotones en el medio en el que existiera la inversión de población. En resumen, la retroalimentación de fotones en el medio material generada por la cavidad óptica, junto con el mantenimiento del estado de inversión de población mediante la aportación continuada de energía externa, produciría las condiciones necesarias para laamplificación de la emisión estimulada de energía radiante. En1960, Maiman pudo conseguir en su laboratorio el primer láser, utilizando un cristal de rubí como medio y una lámpara de flash como medio externo de aportación de energía. La luz generada por un láser se caracteriza por tener unas propiedades muy peculiares: tiene un sólo color - monocromática, es muy intensa - coherente, y tiene una gran direccionalidad - baja divergencia.
Por cierto, el término radiación es normalmente mal interpretado, ya que también se utiliza para designar a la radiación ionizante emitida por los materiales radioactivos. En general, el término radiación se asimila a una transferencia de energía, y ésta puede desplazarse de un lugar a otro por conducción (la cocina), por convección (la estufa) y por radiación(la bombilla).
Toda radiación se propaga en "paquetes" ófotones, esto es, energía expresada de un modo cuantitativo en "dosis" de energía conocidas.
En función de la energía ó los conceptos asociados (frecuencia, longitud de onda), y mediante la constante de Planck en la relación se establece el denominado espectro electromagnético.
La radiación electromagnética interacciona con la materia, compuesta por átomos, de dos formas: con su absorción ó con la emisión de otra nueva radiación.
En el denominado modelo semiclásico, un átomo consiste en un núcleo con carga eléctrica positiva y en una nube de electrones con carga negativa, distribuidos en órbitas discretas con distintas energías asociadas, en función de su distancia al centro. Un electrón puede absorber un fotón negativo cantidad discreta de energía negativa pasando a una órbita superior.
Se dice entonces que el electrón a pasado a un estado excitado, aunque sólo se puede mantener en él durante un tiempo muy breve - del orden de milisegundos. Al caer de nuevo a su órbita previa ó estado fundamental, emite un nuevo fotón, lo que se conoce comoemisión espontánea, base de la fluorescencia natural.
La luz - radiación electromagnética correspondiente a la porción óptica del espectro electromagnético - es generada en un medio láser y amplificada hasta niveles muy altos de energía mediante un proceso atómico denominadoemisión estimulada, previsto teóricamente por Einstein en 1917.
Si un fotón emitido por un átomo incide sobre otro que tiene un electrón en estado excitado, el fotón incidente estimula la emisión de un segundo fotón, idéntico en tres propiedades características:longitud de onda, fase y dirección.
Como es lógico, la posibilidad de que esto ocurra es muy baja, ya que lo usual es que el átomo tenga más electrones en sus estados fundamentales, siendo el proceso predominante entonces el de la simple absorción.
En 1958, Schalow y Townes postularon que si hubiera más electrones en su estado excitado que en el fundamental, proceso denominado inversión de población, sería posible obtener una amplificación de la luz obtenida.
Lógicamente, ello sería más fácil si hubiese una alta concentración de material - cuantos más átomos mejor.
Añadieron además que la amplificación sería aún mayor si existieran muchos fotones presentes que estimularan la emisión de nuevos fotones.
Propusieron para ello un nuevo tipo decavidad óptica: la formada por dos espejos de alta reflexividad; uno totalmente reflector, el otro parcialmente reflector y parcialmente transmisor.
Que generaría un mecanismo de retroalimentación de fotones en el medio en el que existiera la inversión de población.
En resumen, la retroalimentación de fotones en el medio material generada por la cavidad óptica, junto con el mantenimiento del estado de inversión de población mediante la aportación continuada de energía externa, produciría las condiciones necesarias para laamplificación de la emisión estimulada de energía radiante.
En1960, Maiman pudo conseguir en su laboratorio el primer láser, utilizando un cristal de rubí como medio y una lámpara de flash como medio externo de aportación de energía.
La luz generada por un láser se caracteriza por tener unas propiedades muy peculiares: tiene un sólo color - monocromática, es muy intensa - coherente, y tiene una gran direccionalidad - baja divergencia.